变流变频技术

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变频器的工作原理和接线详细图文解析

变频器的工作原理和接线详细图文解析
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。

一、变频器工作原理
变频器可分为电压型和电流型两种变频器：
电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。

电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。

是整流器，整流器，逆变器。

而变频器的主电路由整流器、平波回路和逆变器三部分构成，将工频电源。

变频器的分类_变频器应用技术1

电气自动化
二、
外形
ABB变频器（瑞士）变频器（瑞士）变频器
电气自动化
ABB变频器（瑞士）变频器（瑞士）变频器
电气自动化
富士变频器G11系列系列富士变频器
富士变频器GP11系列系列富士变频器
富士变频器（日本）富士变频器（日本）
电气自动化
MICROMASTER 440系列
西门子变频器（德国）西门子变频器（德国）
电气自动化
G110系列系列
西门子变频器（德国）西门子变频器（德国）
电气自动化
西门子变频器（德国）西门子变频器（德国）
电气自动化
变频器外形
FR-E500系列系列
FR-S500E系列系列
三菱变频器（日本）三菱变频器（日本）
电气自动化
J7系列系列
安川变频器（日本）安川变频器（日本）
电气自动化
变频器外形
SB40系列高性能通用型系列高性能通用型
SB80系列矢量控制型系列矢量控制型
森兰变频器
电气自动化
变频器外形
SB60系列全能王系列全能王
SB12系列风机水泵专用系列风机/水泵专用系列风机
森兰变频器
电气自动化
当中间直流环节采用大电感滤波时，电流波形较平直，当中间直流环节采用大电感滤波时，电流波形较平直，因而电源内阻抗大输出是一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波，，输出是一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波，这类变频装置叫电流型变频器。流型变频器。
电气自动化
3. 电压型和电流型变频器比较
2.交-交变频器交交变频器交-交变频器是把工频交流电直接变换成不同频率交流电的交变频器是把工频交流电直接变换成不同频率交流电的过程，它不通过中间直流环节，过程，它不通过中间直流环节，故又称为直接变频器或周波变换因为没有中间环节，仅用一次变换就实现了变频，器。因为没有中间环节，仅用一次变换就实现了变频，效率较高主要构成环节如下图所示。。主要构成环节如下图所示。

电力电子变流技术

绪论一、电力电子技术包括以下三个方面：•电力电子元器件•电力电子变流技术二、变流技术按其功能可分为：•整流器：把交流电变为固定的或可调的直流电。

•逆变器：把固定直流电变成固定或可调的交流电。

•斩波器：把固定的电压变成可调的直流电压。

•交流调压器：把固定交流电压变成可调的交流电压。

•周流变流器：把固定的交流电压和频率变为可调的交流电压和频率。

三、电力电子技术的应用：直流电机调速，交流电机调速，UPS，开关电源，功率因数校正，高压直流输电，照明电源—电子镇流器，新能源并网技术。

四、电力电子器件的分类：•按照器件能够被控制的程度分：半控型：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断，如晶闸管。

全控型：通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件，如MOSFET、IGBT。

不可控：不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需要驱动电路，如二极管。

•按照驱动信号的性质：电流驱动型和电压驱动型。

•按照驱动信号的波形：脉冲触发型、电平控制器。

•按载流子参与导电的情况：单极型器件、双极型器件、复合型器件。

第一章晶闸管一、晶闸管的工作特性：1.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。

2.当晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才能导通，正向阳极电压和正向门极电压两者缺一不可。

3.晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极电压是正还是负，晶闸管保持导通，故导通的控制信号只须正向脉冲电压称之为触发脉冲即可。

4.要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反压，或者降低正向阳极电压，使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。

5.当门极未加触发电压时，晶闸管具有正向阻断能力，它是一般二极管不具备的。

二、电流、电压的平均值、有效值的计算：1、周期：[0 , ]2、积分函数3、有效积分区间: [0 , ]4、平均值的计算：5、有效值的计算：6、波形系数：K f=I/I d >1第二章单相整流一、整流电路及其分类：1、按组成的器件分为：可控、不可控、全控2、按电路结构分：桥式、零式3、按交流输入相数分：单相、三相4、按变压器二次侧电流的方向是单向还是双向分：单拍电路、双拍电路二、单相整流电路：1、电路结构：2、引入概念：触发角：VT开始承受正向压降至门极脉冲信号到来时的电角度。

变频器工作原理图解

变频器工作原理图解-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII变频器工作原理图解1 变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型输入是交流，输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器2 交—直---交型输入是交流，变成直流再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。

多数情况都是交直交型的变频器。

2 变频器的组成由主电路和控制电路组成主电路由整流器中间直流环节逆变器组成先看主电路原理图三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后，正极送入到缓冲电阻RL中，RL的作用是防止电流忽然变大。

经过一段时间电流趋于稳定后，晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL ，这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上，这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。

由于一个电容的耐压有限，所以把两个电容串起来用。

耐压就提高了一倍。

又因为两个电容的容量不一样的话，分压会不同，所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ，这样，CF1 和CF2 上的电压就一样了。

继续往下看，HL 是主电路的电源指示灯，串联了一个限流电阻接在了正负电压之间，这样三相电源一加进来，HL就会发光，指示电源送入。

接着，直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间，VB的导通由控制电路控制，VB上还串联了变频器的制动电阻RB，组成了变频器制动回路。

我们知道，由于电极的绕组是感性负载，在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势，这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高，这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。

当有反向电压产生时，控制回路控制VB导通，电压就会通过VB在电阻RB释放掉。

当电机较大时，还可并联外接电阻。

一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的，如果断开，这里可以接外加的支流电抗器，直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。

变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析

变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析变频器变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。

随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

变频器基本组成变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。

整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。

高容量电容：存储转换后的电能。

逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。

控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。

变频器的结构与原理图解变频器的发展也同样要经历一个徐徐渐进的过程，最初的变频器并不是采用这种交直交：交流变直流而后再变交流这种拓扑，而是直接交交，无中间直流环节。

这种变频器叫交交变频器，目前这种变频器在超大功率、低速调速有应用。

其输出频率范围为：0-17（1/2－1/3 输入电压频率），所以不能满足许多应用的要求，而且当时没有IGBT，只有SCR，所以应用范围有限。

变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。

故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。

变频器电路结构框架图矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由9个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。

电力电子变流技术

A
P1
N1
P2
N2
N2
K
G
A
P1
N1
G
P2
N2
K
3. 晶闸管的工作原理
IG↑→Ib2↑→IC2(Ib1)↑→IC1↑
欲使晶闸管导通需具备两个条件：
① 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。 ② 应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。
晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，故晶闸管为半控型器件。
重复峰值电压URRM 取反向不重复峰值电压URSM的80％称为反向重复峰值电压URRM，也被定义为二极管的额定电压URR。显然，URRM小于二极管的反向击穿电压URO。
(2) 额定电流IFR
二极管的额定电流IFR被定义为其额定发热所允许的正弦半波电流平均值。其正向导通流过额定电流时的电压降UFR一般为1～2V。当二极管在规定的环境温度为+40℃和散热条件下工作时，通过正弦半波电流平均值IFR时，其管芯PN结温升不超过允许值。若正弦电流的最大值为Im，则额定电流为
电力电子变流技术
电能有直流(DC)和交流(AC)两大类。前者有电压幅值和极性的不同，后者除电压幅值和极性外，还有频率和相位的差别。
实际应用中，常常需要在两种电能之间，或对同种电能的一个或多个参数(如电压，电流，频率和功率因数等)进行变换。
变换器共有四种类型：
交流-直流(AC-DC)变换直流-交流(DC-AC)变换：
1.2 晶闸管
晶闸管(Thyristor)就是硅晶体闸流管，普通晶闸管也称为可控硅SCR, 普通晶闸管是一种具有开关作用的大功率半导体器件。
1.2.1 晶闸管的结构和工作原理
1.晶闸管的外形

变频器工作原理-整流逆变演示幻灯片

34
SPWM 2. 电压型正弦波脉宽调制（SPWM）
变频器及应用技术
35
2.6 SPWM变频器的工作原理：
❖所谓正弦波脉宽调制(SPWM)就是把正弦波等效为一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，如图4所示，等效的原则是面积相等。
u
u rU
uc urV
urW
O
t
u UN'
Ud
2
O
Ud
t
2
u VN'
电路有公共端，连线方便。
T
a
VT1
b
VT2
c ud
VT3
R id
图3-19 三相半波可控整流电路
10
2.3.2共阳极三相半波可控整流电路
❖电路
➢ 共阳极电路，即将三个晶闸管的阳极连在一起，其阴极分别接变压器三相绕组，变压器的零线作为输
T
a
b
VT1 VT2
c
VT3
出电压的正端，晶闸管共阳极端作为输出电压的负端，如图2-26所示。
16
（3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，所以三相全桥电路称为6脉波整流电路；
（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲：可采用两种方法：一种是宽脉冲触发(大于600)
另一种是双脉冲触发（常用）：在Ud的六个时间段，均给应该导通的SCR提供触发脉冲，而不管其原来是否导通。所以每隔600 就需要提供两个触发脉冲。实际提供脉冲的顺序为：1,2 - 2,3 - 3,4 - 4,5 - 5,6 - 6,1 - 1,2，不断重复。（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同为：
➢ 这种共阳极电路接法，对

变频器工作原理

变频器工作原理及应用一、变频器简介变频器，英文名为frequency changer或frequency converter，是一种用来改变交流电频率电气设备。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

此外，它还具有改变交流电电压辅助功能。

过去，变频器一般被包含电动发电机、旋转转换器等电气设备中。

半导体电子设备出现，人们已经可以生产完全独立变频器。

变频技术就是通过改变交流电频率的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。

20世纪60年代后半期开始，电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制品闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)，器件的更新促使电力变换技术的不断发展。

20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM—VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。

20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。

20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并广泛应用。

VVVF变频器的控制相对简单，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。

但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较小，受定子电阻压降的影响比较显著，故造成输出最大转矩减小。

另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，因此人们又研究出矢量控制变频调速。

矢量控制变频调速的做法是：将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic、通过三相—二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。

变频技术

1.1 变频技术的概念变频的主要类型有以下几种：（1）交—直变频技术（即整流技术）（2）直—直变频技术（即斩波技术）（3）直—交变频技术（即逆变技术）（4）交—交变频技术（即移相技术）变频技术是一门能够将电信号的频率,按照具体电路的要求，而进行变换的应用型技术。

变频调速技术将工频交流电通过不同的技术手段变换成不同频率的交流电，主要应用在控制交流异步电动机的拖动系统中，可产生巨大的节能效果和使自动化程度大大提高。

1.2 变频技术的应用a. 一般工业：数控机床、电解铝b. 交通运输c. 电力系统：高压直流装置（HVDC)、晶闸管投切电容器d. 家用电器：变频空调、节能灯、液晶电视e. 其他：风能、太阳能发电、不间断电源（UPS)1.3变频技术的发展电力电子器件是电力电子技术的物质基础和技术关键，也是变频技术技术发展的“龙头”。

器件分类a. 不可控型：电力二极管（Power Diode）不能用控制信号来控制其通断。

b.半控型:晶闸管（Thyristor）。

器件的开通可控，关断不可控，由其承受的电压和电流决定。

c. 全控型：电力场效应晶体管（Power MOSFET）绝缘栅双极晶体管（IGBT）☐随着电力电子技术的发展，变频技术的发展方向是：⏹交流变频向直流变频方向转化⏹功率器件向高集成智能功率模块发展⏹控制技术由PWM（脉宽调制）向数字化方向发展总之，变频技术的发展趋势，是朝着集成化、高频化、模块化的方向发展。

第2章电力电子器件2.1 半控型电力电子器件2.1.1晶闸管（SCR）的特性及参数晶闸管有三个PN结。

有三个引线端子：阳极（anode）A、阴极 (cathode) K门极 (gate) G，（1）晶闸管的阳极伏安特性晶闸管阳极与阴极间的电压和它的阳极电流之间的关系，称为晶闸管的伏安特性，如图2-2所示。

位于第Ⅰ象限的是正向特性，第Ⅲ象限的是反向特性。

（2）晶闸管的门极伏安特性晶闸管的门极和阴极之间是一个PN结J3，它的伏安特性称为门极伏安特性。

变频技术原理与应用

《变频技术原理与应用》复习要点1、什么是变频技术o变频技术，简单的说就是把直流电逆变成为不同频率的交流电，或是把交流变成直流再逆变成不同频率的交流，或是把直流变成交流再把交流变成直流．在这些变化过程中，一般只是频率发生变化。

现在人们常说的变频技术主要是指交流变频调速技术，它是将工频交流电通过不同的技术手段变换成不同频率的交流电。

2、变频技术的类型有哪几种？变频技术主要有以下几种类型：1)交一直变频技术（即整流技术）。

它通过二极管整流、二极管续流或晶闸管、功率晶体管可控整流实观交一直流转换。

2)直一直变频技术（即斩波技术）。

它通过改变功率半导体器件的通断时间，即改变脉冲的频率（定宽变频），或改变脉冲的宽度（定频调宽），从而达到调节直流平均电压的目的。

3)直一交变频技术（即逆变技术）。

振荡器利用电子放大器件将直流电变成不同频率的交流电（甚至电磁波）。

逆变器则利用功率开关将直流电变成不同频率的交流电。

4)交一交变频技术（即移相技术）。

它通过控制功率半导体器件的导通与关断时间，实现交流无触点开关、调压、调光、调速等目的。

3、使晶闸管导通的条件是什么？①当门极电流IG=O时，如果在品闸管两端施加正向电压，则J2结处于反偏，晶闸管处于正向阻断状态。

②如果正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo时，则漏电流急剧增大，晶闸管导通。

③导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降到维持电流IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态．4、什么是品闸管的浪涌电流？浪涌电流ITSM是一种由于电路异常情况（如故障）引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流．浪涌电流有上下限两个级，这些不重复电流定额用来设计保护电路。

5、什么是GTO的电流关断增益？最大可关断阳极电流IA TO和门极负电流最大值IGM之比被称为电流关断增益一般βof f 只有5左右。

βoff是GTO的一个重要参数，其值愈大，说明门极电流对阳极电流的控制能力愈强。

变流技术

（3）绝缘栅双极晶体管复合型电力电子器件IGBT是绝缘栅双极晶体
管的简称。IGBT是以MOSFET为驱动元件，以 GTR（电力晶体管）为主导元件的达林顿电路结构的器件。
其最大的特点是小功率驱动，通态电阻非常小，工作频率适应范围广，适合大功率变流电路。
（4）智能功率模块IPM
以IGBT作为功率开关，含有电流传感器、驱动电路及过载、短路、超温、欠电压保护等多种功能。它具有体积小、重量轻、可靠性高，使用维护方便，且高速开关性能、低损耗、低噪声、智能化等方面非常优越。
（1）可关断晶闸管GTO
可关断晶闸管GTO可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断，因而属于全控型器件。
GTO逆变器的体积比晶闸管逆变器的体积减小40%以上，重量也大为减轻。由于GTO逆变器不需要强迫换流电路，而使电路的损耗减少64% 左右。这些优点对重量、体积和效率都有严格要求的轨道交通车辆电力牵引系统是十分重要的。
（2）晶闸管时代随着电力电子技术的发展，半可控器件—晶闸
管的问世，出现了采用晶闸管相位控制整流器式的机车，将变压器副边输出交流电压整流成可连续自由变化的直流电压，然后作为直流电源驱动直流牵引电机，使列车的加速控制变得更加平滑。（3）可关断器件时代
采用交—直牵引电传动系统具有直流电机的起动力矩大、只需控制电机电压即可简单地调节电机转速等显著优点。同时也有直流电机体积大、单位输出功率的电机重量大的缺点。更为致命的弱点是，直流电机在构造上必须要有电刷和机械换向器，而这两者都需要经常性的维护保养，这是一件费事费钱的麻烦事。
（3）PWM控制技术
PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值），这一技术也称为脉宽调制技术。

变频技术

60f1P60f1P 变频调速技术一、变频调速的基本知识1. 问题的提出众所周知、当今社会里，带动各种生产机械的电动机，主要有两种类型，变流电动机和直流电动机，它们各自有自己的优点。

直流电动机具有良好的起动性能，且能在较宽的荡围内平滑地调速，同时还具有可靠的制动特性。

它的缺点也很突出，结构复杂，工作可靠性差，价格贵，维护工作量大。

交流电动机尤其笼型电动机，结构很简单、坚固、可靠、价格低谦、维护工作量很小。

它的主要缺点是调速性能差，起动特性也不够好。

由于它的优点突出，20世纪80年前，约占工作农业生产机械中电动机总量的85%以上。

变频调速自发明异步电动机后就提出了这种想法，直至20世纪80年代，变频调速技术才真正进入实用阶段，现在变频调速性能已经超过了直流电动机调速性能。

变频调速技术已经成熟，并且广泛应用于生产各个领域。

在新建企业，老企业改造拖动系统，交流拖动系统广泛被采用。

交流电动机取代直流电动机的春天已经到来。

2. 变频原理在学习交流电机时，大家知道，交流电动的旋转磁场的转速n，（称同步转速）且ｎ1＝———(1-1)交流异步电动机折轴转速ｎｎ1=(1-5)———(1-2)由(1-1)、(1-2)两式，可以看出，只要能改变同步车速，就能改变电机转速n，改变通入变流电动机定子绕组中的电流频率，就可改变同步转速。

怎样改变定子电流的频率呢？这个问题䀎变频器的类型有关。

变频器总体分二种类型：交—直—交型变频器，目前中小型变频主要结构，应用最为广泛。

交一交变频器，大型功率且转速较低的场合应用。

这里介绍交一直一交变频器的变频原理。

如图1-1(a)所示，交一直一交变频有二个部分整流部分和逆变部分。

整流部分它把电源的SOHZ交流电压变成直汉电压Vd，而逆变部分，再把这个直流电压Vd，变成频率可调交流电压Vx 供给电动机定子绕组。

图1-1（b ）逆变电路中，六个功率晶体管，接照一定规律控制通、断，就可以把直流电压马三相光流电压，这三个电压互差120电度。

变流技术

电网
整流滤波
PWM控制逆变器（d）开关型稳压器
高频变压器
高频整流滤波
直流输出
四、斩波电路和开关电源电路
4.1 基本斩波电路
4.2 开关电源电路
4.1 基本斩波电路
直流斩波电路（DC Chopper）——将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。也称为直流--直流变换器（DC/DC Converter）。一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流—交流—直流。
讨论
晶闸管与IGBT的有什么不同？
二、整流电路
整流电路的分类：
按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
按电路结构可分为桥式电路和零式电路。
按交流输入相数分为单相电路和多相电路。按电路的结构形式分，又分为半波电路和全波电路。
二、整流电路
2.1 单相可控整流电路 2.2 三相可控整流电路
管晶闸的型号表示
□
用字母表示器件通态平均电压组别（100A以下的器件不标），共9组，用A~I字母表示0.4～1.2V范围，每隔 0.1V为一级用数字表示额定电压等级（每100V为一级）
用数字表示器件的额定通态平均电流系列
P：普通反向阻断型
用字母表示器件的类型表示闸流特性
K：快速开关
S：双向晶闸管 G：可关断型
（1）晶闸管是什么？
螺栓型晶闸管
塑封型晶闸管
平板型晶闸管外形及结构
（1）晶闸管是什么？
A K K G A A G a) P1 N1 P2 N2 K b) c) K
G
J1 J2 J3
G
A
图1 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号

高频斩波调速与变频技术在高压电机比较

高频斩波调速技术与变频技术在高压电机调速节能应用中的技术经济比较保定华仿电控有限公司三相异步电动机调速技术可以改进生产工艺和节省大量电力。

而三相异步高压电机的功率大，是大型工矿企业的主要动力源，是电力的主要消耗设备，因而高压电机调速技术对我国节能减排具有战略性的重大意义。

在三相异步高压电机调速领域，主要有变频技术和现代高频斩波调速－高频斩波调速技术，它们均可实现宽范围的平滑无级转速调节。

两种调速方法都是用现代电力电子技术进行交、直流电力的变流，都是变流技术。

由于高频斩波调速技术在高压电机应用中突出的变流电压低、变流功率小的技术特点，使其较高压变频技术具有综合性的优势。

因而应给予充分重视和大力支持。

一、变频和高频斩波调速技术原理1、三相异步电机的转速三相异步电机转子的转速为n =pf 60(1-S) 。

其中n 为转子的转速，f 为电机供电电源频率，p 为绕制电机已确定的极对数，s 为转差率（s=0n n n ，n 0是电机旋转磁场转速，又称为同步转速）。

三相电机制造完成后，一般选择一种极对数，即p 为常数（也有多极对数的变极电机，可实现变极的有级调速，这里不作讨论），因而电机转子转速便取决于供电频率f和转差率s。

在电机转子侧不加以控制的情况下，当电机定子绕组通以三相额定工频（50HZ）电源，定子三相绕组便形成一旋转磁场，旋转磁场的转速称为同步转速。

该旋转磁场切割电机的转子绕组（绕线式或鼠笼式），在封闭的转子回路中产生感应电势，进而产生转子电流。

转子电流与旋转磁场产生作用力，从而产生转矩，使转子带动负载旋转。

由于转子产生感应电势和电流的前提条件是转子绕组被旋转磁场切割（有相对速度），因而转子转速总是要低于旋转磁场（同步转速）一定的速度，因此称为异步。

同样，在转子回路不另加控制和正常负载情况下，转子一般比同步转速低几至十几转运行，该转速称为额定转速。

如1000转/分同步转速的电机，转子额定转速一般为990转左右。

变频器工作原理图解

变频器工作原理图解1 变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型输入是交流，输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器2 交—直---交型输入是交流，变成直流再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。

多数情况都是交直交型的变频器。

由于一个电容的耐压有限，所以把两个电容串起来用。

耐压就提高了一倍。

又因为两个电容的容量不一样的话，分压会不同，所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ，这样，CF1 和CF2 上的电压就一样了。

继续往下看，HL 是主电路的电源指示灯，串联了一个限流电阻接在了正负电压之间，这样三相电源一加进来，HL就会发光，指示电源送入。

接着，直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间，VB的导通由控制电路控制，VB上还串联了变频器的制动电阻RB，组成了变频器制动回路。

当有反向电压产生时，控制回路控制VB导通，电压就会通过VB在电阻RB释放掉。

当电机较大时，还可并联外接电阻。

一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的，如果断开，这里可以接外加的支流电抗器，直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。

电力电子变流技术

逆变器
1 S
负载
2
油机
蓄
电
池
图8-11 用柴油发电机作为后备电源的UPS
旁路电源
市电
1 S1 2 油机
整流器
逆变器
蓄电池
3
负载
4 S2
转换开关
CVCF电源
图8-12 具有旁路电源系统的UPS
8.1.3 恒压恒频（CVCF）电源
➢ UPS主电路结构
➢ 小容量的UPS，整流部分使用二极管整流器和直流斩波器（PFC），可获得较高的交流输入功率因数，逆变器部分使用IGBT并采用PWM控制，可获得良好的控制性能。
AC
V0
AC 图8-2 带有泵升电压限制
电源
负载电路的电压型间接交流变
R0
流电路
8.1.1 间接交流变流电路原理
➢ 利用可控变流器实现再生反馈的电压型间接交流变流电路
▪ 当负载回馈能量时，可控变流器工作于有源逆变状态，
将电能反馈回电网。
AC 电源
AC 负载
图8-3 利用可控变流器实现再生反馈的电压型间接交流变流电路
Uo
N2 N1
Ui
8.2.2 反激电路
S
ton
toff
N1 Ui + W1
N2 VD +
W2
Uo
O uS Ui
O iS
t t
t
S
i
O
VD
图 8-19 反激电路原理图
t O
图 8-20 反激电路的理想化波形
➢ 反激电路中的变压器起着储能元件的作用，可以看作
是一对相互耦合的电感。
➢ 工作过程：
➢ S增开加通；后，VD处于断态，N1绕组的电流线性增长，电感储能

变流技术与原理

5.2 变流电路：可控整流电路( AC—DC变换)，逆变电路( DC—AC变换)及脉宽调制(PWM)技术。

整流：交流电→整流器→直流电→用电器逆变：直流电→逆变器→交流电→用电器（电网）整流电路从相数上来分有单相，两相，三相，六相等，从控制方式上来区分，有半控、全控。

分析与计算整流电路时一定要抓住整流电路的要点：晶闸管什么时候导通，又在什么时候关断，绘制出整流输出负载上的波形。

根据输出波形，应用电工学基础中的平均值、有效值的概念，推导出输出波形随控制角变化的函数表达式，然后代入数值即可达到要求。

单相半波可控整流电路单相可控整流电路单相全波可控整流电路单相桥式可控整流电路可控整流电路三相半波可控整流电路三相可控整流电路三相桥式全控整流电路三相桥式半控整流电路逆变分有源逆变和无源逆变。

变流器工作在逆变状态时，如果把交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去，叫做有源逆变。

如果变流器的交流侧不于电网连接，而直接接到负载，把直流电逆变为某一频率或可调的频率的交流电供给负载，叫做无源逆变。

逆变电路中，晶闸管在正向直流电压下工作，触发导通较容易，而关断比较麻烦，所以必须采取另外的关断措施，因此，逆变器能否正常工作的关键是如何保证晶闸管可靠关断。

脉宽调制变频电路常采用电压型逆变器，它是利用控制逆变器开关元件的导通和关断时间比即调节脉冲宽度，来控制逆变电压的大小和频率。

以电压型单相逆变电路为例。

VT1、VT4正半周导通，VT2、VT3负半周导通，逆变波形如图是。

在正负半周内使功率开关元件多次导通关断，得到正负电压脉冲系列，采用脉宽调制，使每一个输出矩形脉冲的面积与对应的正弦拨电压的面积成正比，获得等幅不等宽的正负脉冲列。

U U -u u 图2-16 PWM6 数字电路6.1 基本逻辑门电路与门、或门、非门、与非门的逻辑功能表2-1 常用逻辑运算表10 1 0 111 1 0 016.2 组合逻辑电路：逻辑代数的基本公式，组合逻辑电路的分析方法，译码器表2-2 逻辑代数的基本公式组合逻辑电路的分析方法步骤：①由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式②化简和变换各逻辑表达式③列出真值表④根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，确定其功能。

整流逆变斩波变频-概述说明以及解释

整流逆变斩波变频-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：整流逆变斩波变频是电气工程领域中常见的技术组合，广泛应用于工业控制、电力系统和电动汽车等领域。

在电能转换过程中，整流逆变斩波变频技术可以实现不同电压和频率之间的转换，从而满足不同设备的工作需求。

整流技术用于将交流电源转换为直流电源，逆变技术则是将直流电源转换为交流电源。

斩波技术能够对波形进行控制，使得输出电压和频率达到精确的要求。

而变频技术则是根据实际需要调整输出频率，实现电机等设备的精确控制。

本文将对整流逆变斩波变频技术进行详细介绍，包括原理、应用和发展趋势，旨在增进读者对这一技术组合的理解和应用。

1.2 文章结构文章结构部分的内容为:本文按照整流、逆变、斩波变频这三个主题展开，首先介绍整流技术及其应用领域，接着讨论逆变技术以及在电力领域的作用，最后介绍斩波变频技术及其在交流电调节中的重要性。

通过这三个主题的介绍，读者将对整流逆变斩波变频这一电力领域的重要技术有一个深入的了解。

1.3 目的本文旨在系统介绍整流、逆变和斩波变频等电力变换技术的原理和应用。

通过对这些技术的深入解析，读者可以更全面地了解电力系统中的能量转换过程，从而为电力系统设计和运行提供更多的参考和指导。

同时，通过本文的学习，读者将能够掌握电力系统中关键的电力变换技术，为电气工程和工业控制等领域的实际应用提供支持和帮助。

最终目的是推动电力系统的发展和进步，提高电力系统的效率和稳定性，为社会经济的可持续发展做出贡献。

2.正文2.1 整流整流是一种电力电路中常见的操作，其主要功能是将交流电信号转换为直流电信号。

整流的目的是消除电流的负半周，使得电流变成单向传输。

整流电路通常由二极管或整流桥等元件构成。

当交流电信号输入整流电路时，其负半周信号会被整流器封锁，只有正半周信号会通过，从而实现直流输出。

在实际应用中，整流在电力系统中扮演着重要的角色。

比如在变频调速系统中，整流器用于将电网提供的交流电转换为直流电，以供后续的逆变器使用。